STP的原理与配置

STP 生成树协议

一、环路引起的问题之一：广播风暴

环路引起的问题之二：MAC地址表不稳定

二、STP作用

打破环路、链路备份

三、BPDU（Bridge Protocol Data Unit）网桥协议数据单元

1、STP的各种选举是通过交换BPDU报文来实现，BPDU是直接封装在以太网帧中的。（802.3+802.2）

2、对于参与STP的所有SW（交换机），它们都是通过数据消息发交换来获取网络中其他SW（交换机）的信息，这种消息就被称为BPDU

3、BTPU是直接封装在二层的协议

1）选举根桥

2）确定冗余路径的位置

3）通过阻塞特定端口来避免环路

4）通过网络的拓扑变更

5）监控生成树根

3、BPDU每2s由根桥发送一次（拥有最小bridge-id的交换机称为根桥）

4、最初的网络，每个SW（交换机）都认为自己是根桥，都会发送BPDU，比较Lowwst BID,选举一个根桥，此时就只有根桥发送BPDU。非根桥只进行转发，转发时只修改bridge-id和cost字段

5、BPDU分类

1、配置BPDU——通常由根网桥以周期性间隔发出，包括了STP参数，用于进行各种选举

2、 TCN（topplogy change notification 拓扑变更通告）BPDU：这种BPDU是当交换机检测到拓扑发生变更时所产生，可由非根网桥发生

四、选举根交换机的规则

1、lowest BID=网桥优先级+MAC地址（越小越优）

2、交换机默认网桥优先级是32768

3、设置成根网桥两种方法：

1）修改网桥优先级命令:【SW1】stp priority 0 （数值需要设定为4096的倍数）

2）设置此网桥为根网桥：【SW1】stp root primary （优先级将变为0）

 

查看谁是根网桥的命令：display stp

 

五、端口角色

1、RP：根端口。每个非根网桥上有且只有一个，选举到达根网桥上的路径开销值最小的成为根端口

2、DP：指定端口。根网桥上每个端口都是指定端口，非根网桥上需要转发数据的端口也是指定端口

3、AP：预备端口。该接口状态为blocking状态，只收BPDU，不发BPDU

路径开销值：

带宽	cost
10M	100
100M	19
1G	4
10G	2

六、端口状态描述

1、Disabled（禁用状态）：不转发数据帧，不学习MAC地址表，不参与生成树计算

2、Blocking（阻塞状态）：不转发数据帧，不学习MAC地址表，接收并处理BPDU，不发送BPDU

3、Listening（帧听状态）：不转发数据帧，不学习MAC地址表，参与生成树计算，接收并处理BPDU

4、Learning（学习状态）：不转发数据帧，学习MAC地址表，参与生成树计算，接收并处理BPDU

5、Forwarding（转发状态）：转发数据帧，学习MAC地址表，参与生成树计算，接收并处理BPDU

端口由Blocking过渡到Forwarding有50s延时，Blocking过渡到Listening有20s老化时间，Listening到Learning有15s过渡时间，Learning到Forwarding有15s过渡时间。

七、选举根端口、指定端口的规则

1、Lowest path cost to root bridge（到达根的最小路径开销）

2、Lowest sender BID  （最小的发送方BID）

3、Lowest sender port ID （最小的发送方PID）

 

PID=端口优先级（默认128）+端口号

 

修改网桥接口优先级命令  （在发送方）

【SW1-Ethernet0/0/2】stp port priority 0  （16的倍数）

 

 

 

 

 

图为如何正确识别端口角色案例

八、RSTP和MSTP

RSTP：快速生成树协议，缩短生成树端口由阻塞到转发状态的过渡时间。

开启快速生成树的方法：stp enable、stp mode rstp

 

MSTP：多生成树协议，一个vlan或多个vlan一颗生成树，实现链路的负载均衡

命令：

stp mode mstp

stp region-configuration

region-name huawei

revision-level 1

instance 1 vlan 10

instance 2 vlan 20

active region-configuration

[ ]stp instance 1 root primary

[ ]stp instance 2 root secondary